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겨울에는 태양광 발전과 태양열 난방 효율이 떨어진다고? 진실을 알아보자

  • 2016.11.16.
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입동이 지나고, 대구와 전주 지역에서도 첫 얼음과 첫서리가 관측되면서 본격적으로 겨울 준비를 해야 할 시기가 왔습니다.

올여름이 유난히 길고 더웠던지라, 떠나가는 가을이 아쉽기만 한데요. 하지만 더웠던 여름만큼 올겨울도 예년보다 더 추워질 것으로 보여 난방비 절감에 대한 관심이 높아지고 있습니다.

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일반적인 겨울 난방법은 보일러를 이용하는 것과 개인별 난방기를 활용하는 것 크게 두 가지로 나눌 수 있는데요, 한겨울에는 이 두 가지 난방을 혼용하는 것이 좋습니다. 다만, 가스나 기름과 달리 전기는 누진 요금제가 적용되기 때문에 전기 난방기기를 과다 사용하게 되면 한여름과 마찬가지로 많은 요금을 납부하실 수도 있기 때문에, 절전은 4계절 상시 이루어져야 합니다.

겨울은 계절의 특성상 온수를 많이 사용하게 되므로 태양열 난방과 태양광 발전에 대한 관심이 높아지는데, 이 두 가지는 서로 다른 방식입니다. 무심코 혼용해서 부르기도 하는데 오늘은 태양열과 태양광의 차이를 알고, 겨울에도 효율적으로 사용이 가능한지 알아보겠습니다.
우선 아파트 베란다나 옥상 등에 설치되어있는 유리판 같은 패널은 태양광 발전기입니다. 태양빛을 태양전지판 모듈로 모아서 ‘전기’를 생산하는 것인데요, 가정용의 경우 시간당 생산 용량이 3kw정도로 1일 발전가능 시간을 4시간으로 계산하면 한달 평균 360kw를 생산할 수 있습니다.

Photovoltaic Solar Panels on old house, best cheap and environment energy, with euro coins and money bills, in the cells

가정용 태양광 발전기

반면 태양열은 전기를 생산하는 것이 아닌, 태양빛의 열에너지를 이용해서 온수를 생산하는 시스템입니다. 유리 막대 진공관을 통해 태양빛의 열을 이용해 물을 데워서 사용할 수 있게 하는 것이죠.

Vacuum solar water heating system on the house roof.

태양열 온수/난방기

두 가지 모두 태양의 에너지를 이용하는 방식으로 일상에서 유용하게 쓰이고 있는데요, 아무래도 일조량이 떨어지는 겨울에는 효과가 떨어지는 것이 아니냐라는 오해를 받고 있기도 합니다.

태양광발전의 경우 오히려 지나치게 고온일 경우 효율 저하가 나타날 수 있습니다. 태양빛이 지나치게 뜨거운 한 여름의 경우 오히려 효율이 떨어질 가능성이 있죠. 일반적으로 바깥기온이 25~40도까지 약 10%의 효율저하가 나타날 수 있다고 합니다. 하지만 국내 인증을 통과한 모듈은 10 이상의 효율저하는 나타나지 않으니 안심하셔도 좋습니다.

태양광 모듈의 전압이 외부 온도에 영향을 받는다면, 전류는 일사량의 영향을 받습니다. 온도가 떨어질 수록 오히려 전압은 상승하게 됩니다.
[ 발전량 산출 공식 : 발전량 P = 전압 V * 전류 I ]

그럼 겨울철에 오히려 더 많은 전기를 생산할 수 있을까요? 동일한 일사량일 경우는 여름보다 겨울에 오히려 더 많은 전기를 생산할 수 있는 것은 맞습니다.

heating
하지만 겨울은 일조 시간이 적기 때문에 반드시 여름보다 높다고 할 수는 없습니다. 하나 확실한 것은 겨울 추위에 영향을 받아 태양광전기 생산이 줄어드는 것은 아니니 안심하셔도 좋다는 것입니다.

반면 태양열 온수 이용의 경우, 낮 동안 데워진 온수가 야간의 차가운 공기에 식는 경우가 발생합니다. 그래서 겨울의 경우 상대적으로 효율이 떨어질 수 있습니다.

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위에서 말씀드린 것처럼, 태양열 난방은 온수를, 태양광 발전은 전기를 생산하는 용도로 설치합니다. 전기를 생산하면 난방에도 도움이 되지만, 가정용 태양광 발전은 많은 양의 전기를 생산한다는 것보다 누진 구간을 완화시켜주는 역할을 하게 됩니다. 또 천연에너지인 태양광을 이용하여 무공해 전기 생산을 할 수 있어 환경보호에도 동참할 수 있습니다.

다가오는 겨울, 따뜻하게 보내면서도 에너지 절약을 위해서 가정용 태양광 에너지를 이용해 보면 어떨까요?

 

글 : 이언주 필진

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